Por Allison Horky
Actualizado el 24 de marzo de 2022
El agua es una molécula polar compuesta por un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno. La distribución desigual de los electrones le da al extremo del oxígeno una ligera carga negativa y al extremo del hidrógeno una ligera carga positiva. Esta polaridad permite que el agua forme extensos enlaces de hidrógeno y la convierte en un excelente disolvente para especies iónicas y polares, como el cloruro de sodio, donde los iones positivos son atraídos por el oxígeno y los iones negativos por el hidrógeno.
Las moléculas apolares carecen de una distribución de carga desigual; sus electrones se comparten por igual entre enlaces covalentes. Por ello no interactúan favorablemente con las cargas parciales del agua. Esta naturaleza "temerosa del agua", o hidrofobicidad, hace que las moléculas no polares se agrupen en lugar de dispersarse.
Debido a que los enlaces de hidrógeno del agua crean una red que favorece las interacciones polares, las moléculas apolares quedan efectivamente excluidas. Cuando se dispersan en agua, se agregan formando una membrana apretada, a menudo esférica, que protege sus interiores hidrofóbicos del contacto con el agua. Este principio subyace a estructuras biológicas como las membranas celulares, donde las colas hidrofóbicas de los fosfolípidos miran hacia adentro mientras que las cabezas hidrofílicas interactúan con el ambiente acuoso.
Una demostración común en la cocina ilustra este fenómeno. Cuando se vierte aceite vegetal, mezclado con un chorrito de colorante alimentario, sobre agua en un vaso transparente, el aceite forma gotas distintas en la superficie. Las gotas no se dispersan porque las cadenas de hidrocarburos no polares repelen las moléculas de agua polares. Con el tiempo, el colorante alimentario se difunde lentamente en el agua, lo que demuestra que las moléculas polares pueden atravesar la interfaz, mientras que el núcleo no polar permanece aislado.
Estas observaciones confirman que la polaridad del agua, los enlaces de hidrógeno y la estabilidad intrínseca de los enlaces covalentes no polares dictan colectivamente cómo se comportan las sustancias no polares en ambientes acuosos.
